2009-2011年“計算機組成原理”統(tǒng)考試題分析

1、“計算機組成原理計算機組成原理”統(tǒng)考試題結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)考試題結(jié)構(gòu)分析齊齊哈爾大學齊齊哈爾大學 組成原理課題組組成原理課題組20092009年真題分析年真題分析一、單項選擇題（一、單項選擇題（1212小題，每小題小題，每小題2 2分，共分，共2424分）分） 第第1 1章章 計算機系統(tǒng)概論（計算機系統(tǒng)概論（1 1） （1111） 第第2 2章章 運算方法與運算器（運算方法與運算器（2 2）（）（1212、1313） 第第3 3章章 存儲系統(tǒng)（存儲系統(tǒng)（3 3）（）（1414、1515、2121） 第第4 4章章 指令系統(tǒng)（指令系統(tǒng)（2 2） （1616、1717） 第第5 5章章 中央處理機（中央處

2、理機（2 2） （1818、1919） 第第6 6章章 總線系統(tǒng)（總線系統(tǒng)（1 1） （2020） 第第8 8章章 i/oi/o系統(tǒng)（系統(tǒng)（1 1） （2222）二、綜合應用題（兩大題，共二、綜合應用題（兩大題，共2121分）分） 4343題（題（8 8分）分析計算題（中斷與分）分析計算題（中斷與dmadma）：）： 涉及第涉及第5 5、6 6、8 8章章 4444題（題（1111分）設計題（指令周期設計）：分）設計題（指令周期設計）： 涉及第涉及第2 2、3 3、4 4、5 5章章20102010年真題分析年真題分析一、單項選擇題（一、單項選擇題（1111小題，每小題小題，每小題2 2分，共

3、分，共2222分）分） 第第1 1章章 計算機系統(tǒng)概論（計算機系統(tǒng)概論（1 1） （1212） 第第2 2章章 運算方法與運算器（運算方法與運算器（2 2） （ 1313、1414 ） 第第3 3章章 存儲系統(tǒng)（存儲系統(tǒng)（3 3） （1515、1616、1717） 第第4 4章章 指令系統(tǒng)（指令系統(tǒng)（0 0） （）（） 第第5 5章章 中央處理機（中央處理機（2 2） （1818、1919） 第第6 6章章 總線系統(tǒng)（總線系統(tǒng)（1 1） （2020） 第第8 8章章 i/oi/o系統(tǒng)（系統(tǒng)（2 2） （2121、2222）二、綜合應用題（兩大題，共二、綜合應用題（兩大題，共2323分）分） 4

4、343題（題（1111分）設計題（指令系統(tǒng)設計）：分）設計題（指令系統(tǒng)設計）： 涉及第涉及第4 4、5 5章章 4444題（題（1212分）計算題（分）計算題（cachecache相關(guān)計算）：涉及第相關(guān)計算）：涉及第3 3章章20112011年真題分析年真題分析一、單項選擇題（一、單項選擇題（1111小題，每小題小題，每小題2 2分，共分，共2222分）分） 第第1 1章章 計算機系統(tǒng)概論（計算機系統(tǒng)概論（1 1） （1212） 第第2 2章章 運算方法與運算器（運算方法與運算器（1 1） （1313） 第第3 3章章 存儲系統(tǒng)（存儲系統(tǒng)（2 2） （1414、1515） 第第4 4章章 指令

5、系統(tǒng)（指令系統(tǒng)（3 3） （1616、1717、1818 ） 第第5 5章章 中央處理機（中央處理機（1 1） （ 1919 ） 第第6 6章章 總線系統(tǒng)（總線系統(tǒng)（1 1） （2020） 第第8 8章章 i/oi/o系統(tǒng)（系統(tǒng)（2 2） （2121、2222）二、綜合應用題（兩大題，共二、綜合應用題（兩大題，共2323分）分） 4343題（題（1111分）分析計算題（指令執(zhí)行和運算器）：分）分析計算題（指令執(zhí)行和運算器）： 涉及第涉及第2 2、5 5章章 4444題（題（1212分）設計題（存儲器）：涉及第分）設計題（存儲器）：涉及第3 3章章第一章第一章 計算機系統(tǒng)概論計算機系統(tǒng)概論200

6、92009年真題年真題 11. 11.馮馮諾依曼計算機中指令和數(shù)據(jù)均以諾依曼計算機中指令和數(shù)據(jù)均以二進制形式存放在存儲器中，二進制形式存放在存儲器中，cpucpu區(qū)分它們區(qū)分它們的依據(jù)是（的依據(jù)是（ ） a. a.指令操作碼的譯碼結(jié)果指令操作碼的譯碼結(jié)果 b. b.指令和數(shù)據(jù)的尋址方式指令和數(shù)據(jù)的尋址方式 c. c.指令周期的不同階段指令周期的不同階段 d. d.指令和數(shù)據(jù)所在的存儲單元指令和數(shù)據(jù)所在的存儲單元 20102010年真題年真題 1212、下列選項中，能縮短程序執(zhí)行時間的、下列選項中，能縮短程序執(zhí)行時間的措施是（措施是（ ）i i 提高提高cpucpu時鐘頻率，時鐘頻率，iiii優(yōu)

7、化優(yōu)化數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，iiiiii對程序進行編譯優(yōu)化對程序進行編譯優(yōu)化 a a：僅：僅i i和和ii ii b b：僅：僅i i和和iii iii c c：僅：僅iiii和和iii iii d d：i i，iiii，iiiiii20112011年真題年真題 12 12、下列選項中，描述浮點數(shù)操作速度指、下列選項中，描述浮點數(shù)操作速度指標的是（標的是（ ）。）。 a.mips a.mips b.cpi b.cpi c.ipc c.ipc d.mflops d.mflops第二章第二章 運算方法和運算器運算方法和運算器20092009年真題年真題 12. 12.一個一個c c語言程序在

8、一臺語言程序在一臺3232位機器上運行。程序位機器上運行。程序中定義了三個變量中定義了三個變量xyzxyz，其中，其中x x和和z z是是intint型，型，y y為為shortshort型。當型。當x=127x=127，y=-9y=-9時，執(zhí)行賦值語句時，執(zhí)行賦值語句z=x+yz=x+y后，后，xyzxyz的值分別是（的值分別是（ ） a ax=0000007fhx=0000007fh，y=fff9hy=fff9h，z=00000076h z=00000076h b bx=0000007fhx=0000007fh，y=fff9hy=fff9h，z=ffff0076h z=ffff0076h

9、c cx=0000007fhx=0000007fh，y=fff7hy=fff7h，z=ffff0076h z=ffff0076h d dx=0000007fhx=0000007fh，y=fff7hy=fff7h，z=00000076h z=00000076h 分析：分析： x x為為intint型，長度為型，長度為3232位，轉(zhuǎn)化為位，轉(zhuǎn)化為1616進制應為進制應為00007fh00007fh y y為為shortshort型，長度為型，長度為1616位，轉(zhuǎn)化為位，轉(zhuǎn)化為1616進制應為進制應為fff7hfff7h 因為因為z z為為intint型，應把型，應把y y由由shortshort型

10、轉(zhuǎn)換成型轉(zhuǎn)換成intint型再計算，型再計算，即把即把y y變成變成fffffff7hfffffff7h 則則z=x+y=00000076hz=x+y=00000076h20092009年真題年真題 13.13.浮點數(shù)加減運算過程一般包括對階、尾數(shù)運浮點數(shù)加減運算過程一般包括對階、尾數(shù)運算、規(guī)格化、舍入和判溢出等步驟。設浮點數(shù)的算、規(guī)格化、舍入和判溢出等步驟。設浮點數(shù)的階碼和尾數(shù)均采用補碼表示，且位數(shù)分別為階碼和尾數(shù)均采用補碼表示，且位數(shù)分別為5 5位和位和7 7位（均含位（均含2 2位符號位）。若有兩個數(shù)位符號位）。若有兩個數(shù)x=2x=27 729/3229/32，y=2y=25 55/85

11、/8，則用浮點加法計算，則用浮點加法計算x+yx+y的最終結(jié)果是的最終結(jié)果是（ ） a a00111 1100010 00111 1100010 b b00111 0100010 00111 0100010 c c01000 0010001 01000 0010001 d d發(fā)生溢出發(fā)生溢出 分析：分析： 把把x x和和y y轉(zhuǎn)換為二進制轉(zhuǎn)換為二進制 x=00.11101x=00.111012 20011100111，y=00.10100y=00.101002 20010100101即即 x=00111 0011101x=00111 0011101， y=00101 0010100y=0010

12、1 00101001.1.對階：對階：y=00111 0000101y=00111 00001012.2.求和：求和：x+y=00111 0100010x+y=00111 01000103.3.規(guī)格化：規(guī)格化：x+y=01000 0010001x+y=01000 00100014.4.階碼符號位為階碼符號位為0101，溢出，溢出20102010年真題年真題 1313、假定有、假定有4 4個整數(shù)用個整數(shù)用8 8位補碼分別表示位補碼分別表示r1=feh ,r2=f2h ,r3=90h,r4=f8h,r1=feh ,r2=f2h ,r3=90h,r4=f8h,若將運若將運算結(jié)果存放在一個算結(jié)果存放在

13、一個8 8位的寄存器中，則下列位的寄存器中，則下列運算會發(fā)生溢出的是（運算會發(fā)生溢出的是（ ） a a：r1r1* *r2 r2 b b：r2r2* *r3 r3 c c：r1r1* *r4 r4 d d：r2r2* *r4r4分析：分析： r1r1的真值為的真值為-2-2，r2r2的真值為的真值為-14-14， r3r3的真值為的真值為-112-112，r4r4的真值為的真值為-8-8 顯然只有顯然只有r3r3和其它寄存器的內(nèi)容相乘才會溢出和其它寄存器的內(nèi)容相乘才會溢出20102010年真題年真題 14 14、假定變量、假定變量i i、f f和和d d的數(shù)據(jù)類型分別為的數(shù)據(jù)類型分別為inti

14、nt、floatfloat和和doubledouble（intint用補碼表示，用補碼表示，floatfloat和和doubledouble分別用分別用ieee 754ieee 754單精度和雙精度浮點數(shù)格式表示），已知單精度和雙精度浮點數(shù)格式表示），已知i=785i=785，f=1.5678e3f=1.5678e3，d=1.5e100d=1.5e100。若在。若在3232位機器中執(zhí)行下列關(guān)系位機器中執(zhí)行下列關(guān)系表達式，則結(jié)果為表達式，則結(jié)果為 “ “真真”的是：的是：i i i = (inti = (int) (float) i ) (float) i ii ii f = (float) (

15、intf = (float) (int) f) fiiiiiif = (float) (double) f f = (float) (double) f iv iv (d+f(d+f) - d = f) - d = f a a僅僅i i和和ii ii b b僅僅i i和和iiiiii c c僅僅iiii和和iii iii d d僅僅iiiiii和和iv iv 分析：分析： intint型數(shù)據(jù)長度型數(shù)據(jù)長度3232位，表示范圍為位，表示范圍為-2-231312 23131-1-1，轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)約為約為-2-210109 92 210109 9, , float float型數(shù)據(jù)

16、為單精度浮點數(shù)，按型數(shù)據(jù)為單精度浮點數(shù)，按754754標準，尾數(shù)標準，尾數(shù)2323位，階碼位，階碼8 8位，位， doubledouble型數(shù)據(jù)為雙精度浮點數(shù)，按型數(shù)據(jù)為雙精度浮點數(shù)，按754754標準，尾數(shù)標準，尾數(shù)5252位，階碼位，階碼1111位。位。 i i i = (inti = (int) (float) i) (float) i i=(785) i=(785)1010=(1100010001)=(1100010001)2 2，有效數(shù)字為有效數(shù)字為1010位，轉(zhuǎn)換為位，轉(zhuǎn)換為floatfloat型數(shù)據(jù)不丟型數(shù)據(jù)不丟失有效位，再轉(zhuǎn)換回失有效位，再轉(zhuǎn)換回intint型，值不變，結(jié)果為真

17、。型，值不變，結(jié)果為真。 ii ii f = (float) (intf = (float) (int) f) f f=(1.5678e3) f=(1.5678e3)1010=(1567.8)=(1567.8)1010, ,有小數(shù)部分，轉(zhuǎn)換為有小數(shù)部分，轉(zhuǎn)換為intint型數(shù)據(jù)小數(shù)部分型數(shù)據(jù)小數(shù)部分丟失，再轉(zhuǎn)換回丟失，再轉(zhuǎn)換回floatfloat型，值改變，結(jié)果為假。型，值改變，結(jié)果為假。 iiiiiif = (float) (double) f f = (float) (double) f float float型轉(zhuǎn)換為型轉(zhuǎn)換為doubledouble型，位數(shù)增加，不丟失有效位，再轉(zhuǎn)換回型，

18、位數(shù)增加，不丟失有效位，再轉(zhuǎn)換回floatfloat型型, ,值不變，結(jié)果為真。值不變，結(jié)果為真。 iviv (d+f(d+f) - d = f) - d = f d=1.5e100, d=1.5e100, 變成浮點數(shù)階碼大約為變成浮點數(shù)階碼大約為330330，f=1.5678e3,f=1.5678e3,變成浮點數(shù)階碼變成浮點數(shù)階碼大約為大約為1010，兩數(shù)相加，階差為，兩數(shù)相加，階差為320320，f f相當于相當于0 0，被舍去，再減，被舍去，再減d d，結(jié)果為，結(jié)果為0 0，和和f f相比較，結(jié)果為假。相比較，結(jié)果為假。 20112011年真題年真題 1313、float float 型

19、數(shù)據(jù)通常用型數(shù)據(jù)通常用 ieee754 ieee754 單精度單精度浮點數(shù)格式表示。如編譯器將浮點數(shù)格式表示。如編譯器將 float float 型變型變量量 x x 分配在一個分配在一個 32 32 位浮點寄存器位浮點寄存器 fr1 fr1 中，且中，且 x x =-8.25=-8.25，則，則 fr1 fr1 的內(nèi)容是（的內(nèi)容是（ ）。）。 a.c104 0000h a.c104 0000h b.c242 0000h b.c242 0000h c.c184 0000h c.c184 0000h d.c1c2 0000h d.c1c2 0000h分析：分析： x=(-8.25)x=(-8.2

20、5)1010=(-1000.01)=(-1000.01)2 2=(-1.00001=(-1.000012 23 3) )2 2轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為3232位浮點數(shù)格式位浮點數(shù)格式1 10000010 000010000000000000000001 10000010 00001000000000000000000即即 c104 0000c104 000020112011年真題年真題 4343、假定在一個、假定在一個 8 8 位字長的計算機中運行如下位字長的計算機中運行如下類類 c c 程序段：程序段：unsigned intunsigned int x=134; x=134;unsigned intu

21、nsigned int y=246; y=246;intint m=x; m=x;intint n=y; n=y;unsigned int z1=x-yunsigned int z1=x-y; ;unsigned int z2=x+yunsigned int z2=x+y; ;int k1=m-nint k1=m-n; ;int k2=m+nint k2=m+n; ; 若編譯器編譯時將若編譯器編譯時將 8 8 個個 8 8 位寄存器位寄存器 r1r1r8 r8 分別分分別分配至變量配至變量 x x、y y、m m、n n、z1z1、z2z2、k1k1和和 k2k2。請回答下列問。請回答下列問題

22、。（提示：帶符號整數(shù)用補碼表示）題。（提示：帶符號整數(shù)用補碼表示） (1) (1) 執(zhí)行上述程序段后，寄存器執(zhí)行上述程序段后，寄存器r1r1、r5r5和和r6r6的內(nèi)容分別的內(nèi)容分別是什么？（用十六進制表示）是什么？（用十六進制表示） （2 2）執(zhí)行上述程序段后，變量）執(zhí)行上述程序段后，變量 m m 和和 k1 k1 的值分別是多的值分別是多少？（用十進制表示）少？（用十進制表示） （3 3）上述程序段涉及帶符號整數(shù)加）上述程序段涉及帶符號整數(shù)加/ /減、無符號整數(shù)加減、無符號整數(shù)加/ /減運算，這四種運算能否利用同一個加法器及輔助電路實減運算，這四種運算能否利用同一個加法器及輔助電路實現(xiàn)？簡

23、述理由?，F(xiàn)？簡述理由。 （4 4）計算機內(nèi)部如何判斷帶符號整數(shù)加）計算機內(nèi)部如何判斷帶符號整數(shù)加/ /減運算的結(jié)果減運算的結(jié)果是否發(fā)生溢出？上述程序段中，哪些帶符號整數(shù)運算語句是否發(fā)生溢出？上述程序段中，哪些帶符號整數(shù)運算語句的執(zhí)行結(jié)果會發(fā)生溢出？的執(zhí)行結(jié)果會發(fā)生溢出？ 分析：分析： 變量變量寄存器寄存器十進制十進制（真值）（真值）二進制二進制十六進制十六進制是否溢出是否溢出x xr1r1134134100001101000011086h86hy yr2r22462461111011011110110f6hf6hm mr3r3-122-122100001101000011086h86hn nr

24、4r4-10-101111011011110110f6hf6hz1z1r5r5-112-112100100001001000090h90h為負，溢出為負，溢出z2z2r6r638038001111100011111007ch7ch255255，溢出，溢出k1k1r7r7-112-112100100001001000090h90hk2k2r8r8-132-13201111100011111007ch7ch-128-128，溢，溢出出 （1 1）r1r1：86h86h，r5r5：90h90h，r6r6：7c7c （2 2）m m：-122-122，n n：-10-10 （3 3）可以利用同一個加法

25、器及輔助電路實現(xiàn)。因可以利用同一個加法器及輔助電路實現(xiàn)。因為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)都是以補碼形式存儲，為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)都是以補碼形式存儲，所以運算規(guī)則都是一樣的。但是有一點需要考慮，所以運算規(guī)則都是一樣的。但是有一點需要考慮，由于無符號整數(shù)和有符號整數(shù)的表示范圍是不一由于無符號整數(shù)和有符號整數(shù)的表示范圍是不一樣的，所以需要設置不一樣的溢出電路。樣的，所以需要設置不一樣的溢出電路。 （4 4）判斷溢出方法：）判斷溢出方法： 雙符號位：雙符號位： 單符號位：單符號位： k2k2會發(fā)生溢出會發(fā)生溢出第三章第三章 內(nèi)部存儲器內(nèi)部存儲器 14.14.某計算機的某計算機的cachecache共有共

26、有1616塊，采用塊，采用2 2路組路組相聯(lián)映射方式（即每組相聯(lián)映射方式（即每組2 2塊）。每個主存塊塊）。每個主存塊大小為大小為3232字節(jié)，按字節(jié)編址。主存字節(jié)，按字節(jié)編址。主存129129號單號單元所在主存塊應裝入到的元所在主存塊應裝入到的cachecache組號是組號是（ ） a a0 0 b. 2 b. 2 c. 4 c. 4 d. 6 d. 6 20092009年真題年真題分析：分析： 每個塊大小為每個塊大小為3232字節(jié)，主存字節(jié)，主存129129號單元應分在第號單元應分在第4 4塊，對應裝入到塊，對應裝入到cachecache的組號應為第的組號應為第4 4組。組。 15. 15

27、.某計算機主存容量為某計算機主存容量為64kb64kb，其中，其中romrom區(qū)區(qū)為為4kb4kb，其余為，其余為ramram區(qū)，按字節(jié)編址?，F(xiàn)要區(qū)，按字節(jié)編址?，F(xiàn)要用用2k2k8 8位的位的romrom芯片和芯片和4k4k4 4位的位的ramram芯片芯片來設計該存儲器，則需要上述規(guī)格的來設計該存儲器，則需要上述規(guī)格的romrom芯芯片數(shù)和片數(shù)和ramram芯片數(shù)分別是（芯片數(shù)分別是（ ） a a1 1、15 15 b b2 2、15 15 c c1 1、30 30 d d2 2、30 30 20092009年真題年真題分析：分析： romrom芯片數(shù)：芯片數(shù)：4kb/(2k4kb/(2k*

28、 *8)=28)=2片片 ramram芯片數(shù)：芯片數(shù)：(64kb-4kb)/(4k(64kb-4kb)/(4k* *4)=304)=30片片 21.21.假設某計算機的存儲系統(tǒng)由假設某計算機的存儲系統(tǒng)由cachecache和主和主存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存10001000次，次，其中訪問其中訪問cachecache缺失（未命中）缺失（未命中）5050次，則次，則cachecache的命中率是（的命中率是（ ） a a5% 5% b. 9.5% b. 9.5% c. 50% c. 50% d. 95% d. 95% 20092009年真題年真題分析：分析： cach

29、ecache的命中率的命中率=cache=cache命中次數(shù)命中次數(shù)/ /總訪存次數(shù)總訪存次數(shù) = =（1000-501000-50）/1000/1000 =95% =95% 1515、假定用若干個、假定用若干個2k2k* *4 4位芯片組成一個位芯片組成一個8k8k* *8 8位存儲器，則地址位存儲器，則地址0b1fh0b1fh所在芯片的最小地所在芯片的最小地址是（址是（ ） a a：0000h 0000h b b：0600h 0600h c c：0700h 0700h d d：0800h0800h20102010年真題年真題分析：分析： 存儲器總地址位數(shù)：存儲器總地址位數(shù)：1313位，位，

30、a0a0a12a12 存儲芯片地址位數(shù)：存儲芯片地址位數(shù)：1111位，位，a0a0a10a10 a11 a11，a12a12產(chǎn)生片選信號，同一芯片內(nèi)存儲單元的產(chǎn)生片選信號，同一芯片內(nèi)存儲單元的地址地址a11a11，a12a12兩位相同，兩位相同，a0a0a10a10的范圍從全的范圍從全0 0到全到全1 1 0b1fh=0000 1011 0001 1111b 0b1fh=0000 1011 0001 1111b a11,a12=10, a11,a12=10,則芯片首地址為則芯片首地址為 0000 1000 0000 0000b0000 1000 0000 0000b，即為，即為0800h080

31、0h 1616、下列有關(guān)、下列有關(guān)ramram和和romrom的敘述中，正確的是（的敘述中，正確的是（ ）i i、 ramram是易失性存儲器，是易失性存儲器，romrom是非易失性存儲器是非易失性存儲器iiii、ramram和和romrom都是采用隨機存取的方式進行信息訪問都是采用隨機存取的方式進行信息訪問iiiiii、ramram和和romrom都可用作都可用作cachecacheiviv、ramram和和romrom都需要進行刷新都需要進行刷新 a a：僅：僅i i和和ii ii b b：僅：僅iiii和和iii iii c c：僅：僅i,iii,ii，iii iii d d：僅：僅ii

32、ii，iiiiii，iviv20102010年真題年真題分析：分析： romrom是只讀存儲器，因此是非易失性的，不需要刷新。是只讀存儲器，因此是非易失性的，不需要刷新。 cachecache位于位于cpucpu和主存之間，其保存當前正在使用的數(shù)和主存之間，其保存當前正在使用的數(shù)據(jù)塊，不能用據(jù)塊，不能用romrom實現(xiàn)。實現(xiàn)。 romrom通過地址線確定訪問對象的地址，是采用隨機存通過地址線確定訪問對象的地址，是采用隨機存取的方式訪問。取的方式訪問。 1717、下列命令組合情況中，一次訪存過程、下列命令組合情況中，一次訪存過程中，不可能發(fā)生的是（中，不可能發(fā)生的是（ ） a a：tlbtlb未

33、命中，未命中，cachecache未命中，未命中，pagepage未命未命中中 b b：tlbtlb未命中，未命中，cachecache命中，命中，pagepage命中命中 c c：tlbtlb命中，命中，cachecache未命中，未命中，pagepage命中命中 d d：tlbtlb命中，命中，cachecache命中，命中，pagepage未命中未命中20102010年真題年真題分析：分析： tlbtlb是頁表緩沖器，也稱為快表技術(shù)，由相聯(lián)存儲是頁表緩沖器，也稱為快表技術(shù)，由相聯(lián)存儲器構(gòu)成，里面存放的是頁表中近期最常使用頁的頁表器構(gòu)成，里面存放的是頁表中近期最常使用頁的頁表信息，是頁表內(nèi)

34、容的信息，是頁表內(nèi)容的一部分一部分。因此，。因此，tlbtlb命中，命中，pagepage一一定命中，但定命中，但pagepage命中，命中，tlbtlb不一定命中。不一定命中。 cachecache是高速緩沖存儲器，里面存放的是主存中近是高速緩沖存儲器，里面存放的是主存中近期最常使用的數(shù)據(jù)塊，是主存內(nèi)容的期最常使用的數(shù)據(jù)塊，是主存內(nèi)容的一部分一部分，而主存，而主存中的內(nèi)容在頁表中一定存在。因此，中的內(nèi)容在頁表中一定存在。因此，cachecache命中，命中，pagepage一定命中，但一定命中，但pagepage命中，命中，cachecache不一定命中。不一定命中。 tlbtlb和和cac

35、hecache的命中沒有一致關(guān)系。的命中沒有一致關(guān)系。 44.44.（1212分）某計算機的主存地址空間為分）某計算機的主存地址空間為256mb256mb，按字節(jié)編址，指令按字節(jié)編址，指令cachecache和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)cachecache分離分離, ,均有均有8 8個個cachecache行，每個行，每個cachecache行的大小為行的大小為64b64b，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)cachecache采用直接映射方式，現(xiàn)有兩個功能相同的程采用直接映射方式，現(xiàn)有兩個功能相同的程序序a a和和b,b,其偽代碼如下所示：其偽代碼如下所示：20102010年真題年真題 假定假定intint 類型數(shù)據(jù)用類型數(shù)據(jù)用3

36、232位補碼表示，程序編位補碼表示，程序編譯時譯時i,ji,j, sum , sum 均分配在寄存器中，數(shù)據(jù)均分配在寄存器中，數(shù)據(jù)a a按行優(yōu)按行優(yōu)先方式存放，其地址為先方式存放，其地址為320320（十進制數(shù)），請回答（十進制數(shù)），請回答下列問題，要求說明理由或給出計算過程。下列問題，要求說明理由或給出計算過程。 （1 1）若不考慮用于）若不考慮用于cachecache一致性維護和替換一致性維護和替換算法的控制位，則數(shù)據(jù)算法的控制位，則數(shù)據(jù)cachecache的總?cè)萘渴嵌嗌?？的總?cè)萘渴嵌嗌伲?（2 2）要組元素）要組元素a031a031和和a11a11各自所在各自所在的主存塊對應的的主存塊對

37、應的cachecache行號分別是多少（行號分別是多少（cachecache行行號從號從0 0開始）？開始）？ （3 3）程序）程序a a和和b b的數(shù)據(jù)訪問命中各是多少？那的數(shù)據(jù)訪問命中各是多少？那個程序的執(zhí)行時間更短？個程序的執(zhí)行時間更短？分析：分析： 主存塊數(shù)主存塊數(shù)=256mb/64b=4m =256mb/64b=4m cache cache共共8 8行，每行對應主存塊數(shù)行，每行對應主存塊數(shù)=4m/8=512k=4m/8=512k 主存地址格式如下：主存地址格式如下：標記標記1919位位行號行號3 3位位塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址6 6位位1.1.每行每行cachecache的數(shù)據(jù)位數(shù)的數(shù)據(jù)位數(shù)

38、=64=64* *8=5128=512位位 每行需有一個行標記（每行需有一個行標記（1919位，說明該行存放的是位，說明該行存放的是主存中的哪一塊）和一個有效位（主存中的哪一塊）和一個有效位（1 1位，說明該行位，說明該行內(nèi)容是否是從主存中的裝入的有效塊）內(nèi)容是否是從主存中的裝入的有效塊） cachecache總位數(shù)總位數(shù)= =（512+19+1512+19+1）* *8=42568=4256位位2.2.數(shù)組數(shù)組a a起始地址為起始地址為320320，按行優(yōu)先存放，則，按行優(yōu)先存放，則 aijaij=320+i=320+i* *256256* *4+j4+j* *4 4 a031 a031地址

39、為地址為1bch(oo01bch(oo0110110111100b)111100b)，對應第，對應第6 6行；行； a11a11地址為地址為544h(010544h(010101101000100b)000100b)，對應第，對應第5 5行。行。3. cache3. cache每行每行64b64b，可存放，可存放1616個數(shù)據(jù)元素。數(shù)組個數(shù)據(jù)元素。數(shù)組a a按行優(yōu)按行優(yōu)先方式存放，每次從主存裝入先方式存放，每次從主存裝入cachecache時都是把同一個時都是把同一個相鄰的相鄰的1616個元素裝入。個元素裝入。 對程序?qū)Τ绦騛 a來說，要連續(xù)訪問同一行的相鄰元素，即來說，要連續(xù)訪問同一行的相鄰

40、元素，即每每1616個元素中，個元素中，1 1次裝入，次裝入，1515次命中。次命中。 命中率命中率=15/16=93.75%=15/16=93.75% 對程序?qū)Τ绦騜 b來說，要連續(xù)訪問不同行的元素，每次都來說，要連續(xù)訪問不同行的元素，每次都需重新裝入。需重新裝入。 命中率命中率=0=0 14. 14. 下列各類存儲器中，不采用隨機存取下列各類存儲器中，不采用隨機存取方式的是（方式的是（ ）。）。 a.eprom a.eprom b.cdrom b.cdrom c.dram c.dram d.sram d.sram20112011年真題年真題分析：分析： romrom和和ramram都是隨機

41、存儲的。而都是隨機存儲的。而epromeprom屬于屬于romrom；sramsram和和dramdram屬于屬于ramram，故都是采用隨機存取方式。，故都是采用隨機存取方式。 而而cdromcdrom屬于光盤，為非隨機存儲。屬于光盤，為非隨機存儲。 15. 15. 某計算機存儲器按字節(jié)編址，主存地某計算機存儲器按字節(jié)編址，主存地址空間大小為址空間大小為64mb64mb，現(xiàn)用，現(xiàn)用4mx84mx8位的位的ramram芯片芯片組成組成32mb32mb的主存儲器，則存儲器地址寄存的主存儲器，則存儲器地址寄存器器marmar的位數(shù)至少是（的位數(shù)至少是（ ）。）。 a.22 a.22 位位 b.23

42、 b.23 位位 c.25 c.25 位位 d.26 d.26 位位20112011年真題年真題分析：分析： 主存地址空間主存地址空間64mb64mb，地址位數(shù)為，地址位數(shù)為2626位。則位。則marmar的位的位數(shù)應為數(shù)應為2626位。位。 44. 44. 某計算機存儲器按字節(jié)編址，虛擬（邏輯）某計算機存儲器按字節(jié)編址，虛擬（邏輯）地址空間大小為地址空間大小為16mb16mb，主存（物理）地址空間大，主存（物理）地址空間大小為小為1mb1mb，頁面大小為，頁面大小為4kb4kb；cachecache采用直接映射采用直接映射方式，共方式，共8 8行；主存與行；主存與cachecache之間交換

43、的塊大小為之間交換的塊大小為32b32b。系統(tǒng)運行到某一時刻時，頁表的部分內(nèi)容。系統(tǒng)運行到某一時刻時，頁表的部分內(nèi)容和和cache cache 的部分內(nèi)容分別如題的部分內(nèi)容分別如題44-a44-a圖，題圖，題44-b44-b圖圖所示，圖中頁框號及標記字段的內(nèi)容為十六進制所示，圖中頁框號及標記字段的內(nèi)容為十六進制形式。形式。 20112011年真題年真題請回答下列問題：請回答下列問題： （1 1）虛擬地址共有幾位，哪幾位表示虛頁號？物）虛擬地址共有幾位，哪幾位表示虛頁號？物理地址共有幾位？哪幾位表示頁框號理地址共有幾位？哪幾位表示頁框號( (物理頁號物理頁號) )？ （2 2）使用物理地址訪問）

44、使用物理地址訪問cachecache時，物理地址應劃時，物理地址應劃分成哪幾個字段？要求說明每個字段的位數(shù)及在物分成哪幾個字段？要求說明每個字段的位數(shù)及在物理地址中的位置。理地址中的位置。 （3 3）虛擬地址）虛擬地址001c60h001c60h所在的頁面是否在主存中？所在的頁面是否在主存中？若在主存中，則該虛擬地址對應的物理地址是什么？若在主存中，則該虛擬地址對應的物理地址是什么？訪問該地址時是否訪問該地址時是否cachecache命中？要求說明理由。命中？要求說明理由。 （4 4）假定為該機配置一個）假定為該機配置一個4 4路組相聯(lián)的路組相聯(lián)的tlbtlb，該，該tlbtlb共可存放共可存

45、放8 8個頁表項，若其當前內(nèi)容（十六進制）個頁表項，若其當前內(nèi)容（十六進制）如題如題44-c44-c圖所示，則此時虛擬地址圖所示，則此時虛擬地址024bach024bach所在的所在的頁面是否在主存中？要求說明理由。頁面是否在主存中？要求說明理由。分析：分析：（1 1）頁面大小為）頁面大小為4kb4kb，則頁內(nèi)地址，則頁內(nèi)地址1212位。位。 虛擬地址空間大小為虛擬地址空間大小為16mb16mb，則虛擬地址為，則虛擬地址為2424位。位。高高1212位表示虛頁號。位表示虛頁號。 主存地址空間大小為主存地址空間大小為1mb1mb，則物理地址為，則物理地址為2020位。位。高高8 8位表示頁框號。

46、位表示頁框號。（2 2）物理地址共）物理地址共2020位。塊大小為位。塊大小為32b32b，則塊內(nèi)地址，則塊內(nèi)地址5 5位，位，cachecache采用直接映射方式，共采用直接映射方式，共8 8行，則行號行，則行號3 3位，位，其余為主存塊標記，其余為主存塊標記，1212位。即：位。即：標記標記1212位位行號行號3 3位位塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址5 5位位（3 3）虛擬地址）虛擬地址001c60h001c60h的虛頁號為的虛頁號為001h001h，該頁在頁，該頁在頁表中有效位為表中有效位為1 1，即在主存中，且主存中的頁框號，即在主存中，且主存中的頁框號為為04h04h，即物理地址為，即物理地址為0

47、4c60h04c60h。 該地址變?yōu)槎M制為該地址變?yōu)槎M制為 0000 0100 11000000 0100 1100 0110110 00000 0000 即行號為即行號為3 3，主存塊標記為，主存塊標記為04ch04ch。而。而cachecache中第中第三行雖然有效位為三行雖然有效位為1 1，但標記為，但標記為105h105h，因此不命中。，因此不命中。（4 4）tlbtlb為為4 4路組相聯(lián)，共可存放路組相聯(lián)，共可存放8 8個頁表項，即分個頁表項，即分為兩組。虛頁號為為兩組。虛頁號為1212位，最低位為組號，高位，最低位為組號，高1111位為位為標記。標記。 虛擬地址虛擬地址024b

48、ach024bach的虛頁號為的虛頁號為024h024h，其中組號，其中組號為為0 0，標記為，標記為012h012h。在。在tlbtlb的第的第0 0組的最后一項標記組的最后一項標記為為012h012h，有效位為，有效位為1 1，說明該地址所在頁面在主存，說明該地址所在頁面在主存中。中。第四章第四章 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)20092009年真題年真題 16. 16.某機器字長某機器字長1616位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址，由兩個字節(jié)組成，第一字節(jié)為令采用相對尋址，由兩個字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對位移量字段。假定操作碼字段，第二字節(jié)為相對位移

49、量字段。假定取指令時，每取一個字節(jié)取指令時，每取一個字節(jié)pcpc自動加自動加1 1。若某轉(zhuǎn)移。若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為指令所在主存地址為2000h2000h，相對位移量字段的，相對位移量字段的內(nèi)容為內(nèi)容為06h06h，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的目標地，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的目標地址是（址是（ ） a.2006h a.2006h b.2007h b.2007h c.2008h c.2008h d.2009h d.2009h 分析：分析： 相對轉(zhuǎn)移目標地址相對轉(zhuǎn)移目標地址= =當前當前pcpc值值+ +位移量位移量 = =轉(zhuǎn)移指令地址轉(zhuǎn)移指令地址+2+2+位移量位移量 =2000h+2+06h=

50、2000h+2+06h =2008h =2008h20092009年真題年真題 17. 17.下列關(guān)于下列關(guān)于riscrisc的敘述中，錯誤的是的敘述中，錯誤的是（ ） a ariscrisc普遍采用微程序控制器普遍采用微程序控制器 b briscrisc大多數(shù)指令在一個時鐘周期內(nèi)完成大多數(shù)指令在一個時鐘周期內(nèi)完成 c criscrisc的內(nèi)部通用寄存器數(shù)量相對的內(nèi)部通用寄存器數(shù)量相對cisccisc多多 d driscrisc的指令數(shù)、尋址方式和指令格式種的指令數(shù)、尋址方式和指令格式種類相對類相對cisccisc少少 分析：分析： riscrisc采用硬連線控制器采用硬連線控制器201020

51、10年真題年真題 43.(1143.(11分分) )某計算機字長為某計算機字長為1616位，主存地址空間位，主存地址空間大小為大小為128kb128kb，按字編址，采用字長指令格式，按字編址，采用字長指令格式，指令名字段定義如下：指令名字段定義如下： 轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址方式，相對偏移是用補碼轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址方式，相對偏移是用補碼表示，尋址方式定義如下：表示，尋址方式定義如下：opopmsmsrsrsmdmdrdrd15 12 11 6 5 015 12 11 6 5 0源操作數(shù)源操作數(shù) 目的操作數(shù)目的操作數(shù)ms/mdms/md尋址方式尋址方式助記符助記符含義含義000b000b寄存器直接

52、寄存器直接rnrn操作數(shù)操作數(shù)=(rn=(rn) ) 001b001b寄存器間接寄存器間接(rn(rn) )操作數(shù)操作數(shù)=(rn=(rn) 010b010b寄存器間接，寄存器間接，自增自增(rn(rn)+)+操作數(shù)操作數(shù)=(rn=(rn)，(rn)+1rn(rn)+1rn 011b011b相對相對d(rnd(rn) )轉(zhuǎn)移目標地址轉(zhuǎn)移目標地址=(pc)+(rn=(pc)+(rn) ) 請回答下列問題：請回答下列問題：（1 1）該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？該計算機最多）該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？該計算機最多有多少個通用寄存器？存儲器地址寄存器有多少個通用寄存器？存儲器地址寄存器(mar)(

53、mar)和存和存儲器數(shù)據(jù)寄存器（儲器數(shù)據(jù)寄存器（mdrmdr）至少各需多少位？）至少各需多少位？（2 2）轉(zhuǎn)移指令的目標地址范圍是多少？）轉(zhuǎn)移指令的目標地址范圍是多少？（3 3）若操作碼）若操作碼0010b0010b表示加法操作（助記符為表示加法操作（助記符為addadd），），寄存器寄存器r4r4和和r5r5的編號分別為的編號分別為100b100b和和101b101b，r4r4的內(nèi)容的內(nèi)容為為1234h1234h，r5r5的內(nèi)容為的內(nèi)容為5678h5678h，地址，地址1234h1234h中的內(nèi)容為中的內(nèi)容為5678h5678h，5678h5678h中的內(nèi)容為中的內(nèi)容為1234h1234h，

54、則匯編語言為，則匯編語言為add(r4)add(r4)，(r5)+(r5)+（逗號前原操作數(shù)，逗號后為目的（逗號前原操作數(shù)，逗號后為目的操作數(shù)）對應的機器碼是什么操作數(shù)）對應的機器碼是什么( (用十六進制表示用十六進制表示) )？該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲單元的內(nèi)容會改該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲單元的內(nèi)容會改變？改變后的內(nèi)容是什么？變？改變后的內(nèi)容是什么？分析：分析：1. 1. 操作碼操作碼opop有有4 4位，說明該指令系統(tǒng)最多可以有位，說明該指令系統(tǒng)最多可以有1616條指令；條指令； 每個操作數(shù)字段位，其中每個操作數(shù)字段位，其中ms/mdms/md占占3 3位，位，rsrs/rd/

55、rd占占3 3位，說明該計算機最多可以有位，說明該計算機最多可以有8 8個通用寄存器。個通用寄存器。 主存地址空間主存地址空間128kb128kb，說明存儲器地址寄存器至，說明存儲器地址寄存器至少需少需1919位；位； 計算機字長計算機字長1616位，說明存儲器數(shù)據(jù)寄存器至少位，說明存儲器數(shù)據(jù)寄存器至少需需1616位。位。2. 2. 計算機字長計算機字長1616位，則位，則cpucpu中寄存器長度也應為中寄存器長度也應為1616位，轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移目標地址為（位，轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移目標地址為（pcpc）+ +（rnrn），），地址位數(shù)最地址位數(shù)最1616位，即轉(zhuǎn)移指令的目標地址范圍位，即轉(zhuǎn)移指令的目標地

56、址范圍是是0000h0000hffffhffffh。3. op ms rs3. op ms rs md md rd rd 0010 001 100 010 101 0010 001 100 010 101 指令代碼為指令代碼為2315h2315h 指令指令add (r4), (r5)+add (r4), (r5)+的功能為：的功能為： （r4r4）+ +（r5r5）（r5r5） （r5r5）+1+1 r5r5 其中，（其中，（r4r4）=1234h=1234h，（，（1234h1234h）=5678h=5678h （r5r5）=5678h=5678h，（，（5678h5678h）=1234h=

57、1234h 則指令執(zhí)行結(jié)果為：則指令執(zhí)行結(jié)果為： （5678h5678h）=68ach=68ach，（，（r5r5）=5679h=5679h20112011年真題年真題 16. 16. 偏移尋址通過將某個寄存器內(nèi)容與一偏移尋址通過將某個寄存器內(nèi)容與一個形式地址相加而生成有效地址。下列尋個形式地址相加而生成有效地址。下列尋址方式中，不屬于偏移尋址方式的是（址方式中，不屬于偏移尋址方式的是（ ）。）。 a.a.間接尋址間接尋址 b.b.基址尋址基址尋址 c.c.相對尋址相對尋址 d.d.變址尋址變址尋址分析：分析： 基址尋址、變址尋址、相對尋址都是將一個寄存基址尋址、變址尋址、相對尋址都是將一個寄

58、存器內(nèi)容和一個形式地址相加而生成有效地址，只有間器內(nèi)容和一個形式地址相加而生成有效地址，只有間接尋址不是。接尋址不是。20112011年真題年真題 17. 17. 某機器有一個標志寄存器，其中有進某機器有一個標志寄存器，其中有進位位/ /借位標志借位標志cfcf、零標志、零標志zfzf、符號標志、符號標志sf sf 和溢出標志和溢出標志ofof，條件轉(zhuǎn)移指令，條件轉(zhuǎn)移指令bgtbgt（無符號（無符號整數(shù)比較大于時轉(zhuǎn)移）的轉(zhuǎn)移條件是（整數(shù)比較大于時轉(zhuǎn)移）的轉(zhuǎn)移條件是（ ）。）。 a. cf + of = 1 a. cf + of = 1 b. sf + zf = 1 b. sf + zf = 1

59、 c. cf + zf = 1 c. cf + zf = 1 d. cf + sf = 1 d. cf + sf = 1分析：分析： 無符號數(shù)比較大小不影響符號標志無符號數(shù)比較大小不影響符號標志sfsf和溢出標志和溢出標志ofof，當比較大于時應為，當比較大于時應為cf=0cf=0（不產(chǎn)生借位）和（不產(chǎn)生借位）和zf=0zf=0（不相等）。（不相等）。20112011年真題年真題 18. 18. 下列給出的指令系統(tǒng)特點中，有利于實現(xiàn)下列給出的指令系統(tǒng)特點中，有利于實現(xiàn)指令流水線的是（指令流水線的是（ ）。）。i. i. 指令格式規(guī)整且長度一致指令格式規(guī)整且長度一致ii. ii. 指令和數(shù)據(jù)按邊

60、界對齊存放指令和數(shù)據(jù)按邊界對齊存放iii. iii. 只有只有 load/store load/store 指令才能對操作數(shù)進行存指令才能對操作數(shù)進行存儲訪問儲訪問 a.a.僅僅 i i、ii ii b. b.僅僅 iiii、iii iii c. c.僅僅 i i、iii iii d.i d.i、iiii、iiiiii分析：分析： 這三種情況都對實現(xiàn)指令流水線有利。這三種情況都對實現(xiàn)指令流水線有利。第五章第五章 中央處理機中央處理機20092009年真題年真題 18.18.某計算機的指令流水線由四個功能段組某計算機的指令流水線由四個功能段組成，指令流經(jīng)各功能段的時間（忽略各功成，指令流經(jīng)各功能